Electrospinning Ponteggi polimeri fibrosi per l'ingegneria tissutale e colture cellulari
Summary
Il processo di electrospinning polimeri per l'ingegneria tissutale e colture cellulari è affrontato in questo articolo. In particolare, il electrospinning di macromers fotoreattivo con capacità di elaborazione aggiuntive di photopatterning e multi-polimero electrospinning è descritto.
Abstract
Poiché il campo dell'ingegneria tissutale evolve, c'è un'enorme richiesta per produrre materiali più idonei e tecniche di lavorazione al fine di affrontare le esigenze (ad esempio, la meccanica e vascolarizzazione), di organi e tessuti più intricate. Electrospinning è una tecnica popolare per creare ponteggi fibroso che imitano l'architettura e la scala di grandezza della matrice extracellulare nativa. Queste impalcature fibroso sono utili anche come substrato di coltura cellulare in quanto le fibre possono essere utilizzati per dirigere il comportamento cellulare, quali la differenziazione delle cellule staminali (vedi un'esauriente recensione di Mauck<em> Et al.</em> E Sill<em> Et al.</em> Per maggiori informazioni). In questo articolo, si descrive il processo generale di elettrofilatura polimeri e come esempio, electrospin un acido ialuronico reattivo in grado di reticolazione con esposizione alla luce (vedi Ifkovits<em> Et al.</em> Per una rassegna di materiali photocrosslinkable). Abbiamo inoltre introdurre ulteriori capacità di elaborazione, come photopatterning e multi-polimero formazione patibolo. Photopatterning può essere usato per creare impalcature con canali e multi-scala per aumentare la porosità infiltrazione cellulare e distribuzione dei tessuti. Multi-polimero impalcature sono utili per sintonizzare meglio le proprietà (meccanica e del degrado) di un ponteggio, tra cui porosità su misura per infiltrazione cellulare. Inoltre, queste tecniche può essere esteso per includere una vasta gamma di polimeri e macromers reattiva per creare impalcature complesse che forniscono le indicazioni necessarie per lo sviluppo di costrutti di successo tessuto ingegnerizzato.
Protocol
Discussion
Electrospinning utilizzata per preparare i ponteggi fibroso da polimeri. Photocrosslinkable ponteggi a base di acido ialuronico sono stati utilizzati a titolo esemplificativo, in cui è necessaria l'esposizione alla luce per la reticolazione. Con l'uso di macromers reattivo, ad esempio Meha, i canali che hanno già dimostrato una maggiore distribuzione cellulare sono stati incorporati nel ponteggi con l'uso di una maschera durante photocrosslinking per formare impalcature macro e micro-porosa. Inoltre, due p…
Acknowledgements
Questo lavoro è stato supportato da una Fellowship dell'American Heart Association Predoctoral di JLI e istituti nazionali di Heath concedere R01AR056624.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| DAPI | Reagent | Invitrogen | D1306 | |
| I2959 | Reagent | Ciba Specialty Chemicals | ||
| PEO 200 kDa | Polysciences | 17503 | ||
| PEO 900 kDa | Reagent | Sigma | 189456 | |
| Methacryloxethyl thiocarbamoyl rhodamine B | Reagent | Polysciences | 23591-100 | Prepare stock solution in DMSO |
| Live/Dead Stain Kit | Reagent | Invitrogen | L3224 | Contains Calcein (stains live cells green) and ethidium homodime (stains red dead cells) |
| Syringe Pump | Equipment | KD Scientific | KDS100 | Two are needed for dual polymer spinning |
| Power Source | Equipment | Gamma High Voltage | ES30P-5W | Two are needed for dual polymer spinning |
| Motor | Equipment | Triem Electric Motors, Inc | 0132022-15 | Must attach to a custom built mandrel |
| Tachometer | Equipment | Network Tool Warehouse | ESI-330 | Use to monitor mandrel speed |
| Omnicure UV Spot Cure System with collimating adapter | Equipment | Exfo Life Sciences Division | S1000 | |
| Silicone Tubing | Equipment | McMaster-Carr | 51135K151 | |
| Luer Lock Female Adapter | Equipment | McMaster-Carr | 51525K293 | |
| Luer Lock Male Adapter | Equipment | McMaster-Carr | 51525K143 | |
| Needles | Equipment | Fisher Scientific | 14-825-16H | |
| Coverslips | Equipment | Corning | 2875-22 |
References
- Burdick, J. A., Chung, C., Jia, X., Randolf, M. A., Langer, R. Controlled degradation and mechanical behavior of photopolymerized hyaluronic acid networks. Biomacromolecules. 6, 386-391 (2005).
- Baker, B. M., Gee, A. O., Metter, R. B., Nathan, A. S., Marklein, R. A., Burdick, J. A., Mauck, L. R. The potential to improve cell infiltration in composite fiber-aligned electrospun scaffolds by the selective removal of sacrificial fibers. Biomaterials. 29, 2348-2358 (2008).
- Ifkovits, J. L., Burdick, J. A. Review: Photopolymerizable and degradable biomaterials for tissue engineering applications. Tissue Engineering. 13, 2369-2385 (2007).
- Khademhosseini, A., Eng, G., Yeh, J., Fukuda, J., Blumling, J., Langer, R., Burdick, J. A. Micromolding of photocrosslinkable hyaluronic acid for cell encapsulation and entrapment. J. Biomed Mater Res A. 79A, 522-532 (2006).
- Mauck, R. L., Baker, B. M., Nerurkar, N. L., Burdick, J. A., Li, W. J., Tuan, R. S., Elliott, D. M., M, D. Engineering on the Straight and Narrow: The Mechanics of Nanofibrous Assemblies for Fiber-Reinforced Tissue Regeneration. Tissue Engineering B. 15, 171-193 (2009).
- Sill, T. J., Von Recum, H. a. v. o. n. Electrospinning: applications in drug delivery and tissue engineering. Biomaterials. 29, 1989-2006 (2008).
- Sundararaghavan, H. G., Metter, R. B., Burdick, J. A. Electrospun fibrous scaffolds with multi-scale and photopatterned porosity. , (2009).
